JPH10265865A - Precast injection forming method of metal, device therefor and formed product produced by the method - Google Patents
Precast injection forming method of metal, device therefor and formed product produced by the methodInfo
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- JPH10265865A JPH10265865A JP9094800A JP9480097A JPH10265865A JP H10265865 A JPH10265865 A JP H10265865A JP 9094800 A JP9094800 A JP 9094800A JP 9480097 A JP9480097 A JP 9480097A JP H10265865 A JPH10265865 A JP H10265865A
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の半溶融射出
成形方法及びその装置並びに上記方法により製造された
成形品に関し、特に成形品各部の要求特性に応じた固相
率設定対策に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for semi-solid injection molding of metal and a molded article produced by the above method, and more particularly to a measure for setting a solid fraction according to required characteristics of each part of the molded article. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、欠陥の少ない高品質の金属製
品を成形する方法として、金属を半溶融状態にして成形
する方法が知られており、一般には、次のような方法が
採られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a high-quality metal product with few defects, a method of forming a metal in a semi-molten state has been known. Generally, the following method is employed. I have.
【０００３】 ビレットを半溶融状態にして鍛造型内
に注入して鍛造する（以下、「半溶融鍛造方法」とい
う）。[0003] A billet is made into a semi-molten state and injected into a forging die for forging (hereinafter, referred to as "semi-melting forging method").
【０００４】 ビレットを半溶融状態にして高圧鋳造
機のスリーブ内に注入して高圧鋳造する（以下、「半溶
融鋳造方法」という）。[0004] A billet is made into a semi-molten state and poured into a sleeve of a high-pressure casting machine to perform high-pressure casting (hereinafter, referred to as a "semi-molten casting method").
【０００５】 固体の金属ペレットを温度制御された
射出シリンダ内に挿入して半溶融状態にした後、直接に
金型内に射出して成形する（以下、「半溶融射出成形方
法」という）。After a solid metal pellet is inserted into a temperature-controlled injection cylinder to be in a semi-molten state, it is directly injected into a mold and molded (hereinafter, referred to as a “semi-molten injection molding method”).
【０００６】さらに、成形品によっては、各部位で要求
される特性が異なるため、これらの要求を満たすやり方
として、以下の如く各部位の金属組織を異なる固相率に
設定することも行われている。[0006] Further, depending on the molded product, the characteristics required at each part are different. To satisfy these requirements, the metal structure of each part is set to a different solid fraction as follows. I have.
【０００７】 フィルターを配置した金型内に半溶融
状態の金属の溶湯を注入して上記フィルターを境に金属
組織の固相率を変える（特開平６−２４６２０号公報参
照）。A metal melt in a semi-molten state is poured into a metal mold in which a filter is arranged, and the solid phase ratio of the metal structure is changed with the filter as a boundary (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-24620).
【０００８】 半溶融状態の金属の溶湯を金型内に注
入してプランジャで局部的に加圧し、金属組織の固相率
を部分的に変える（特開平７−２５６４２７号公報参
照）。[0008] A metal melt in a semi-molten state is poured into a mold and locally pressurized by a plunger to partially change the solid fraction of the metal structure (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256427).
【０００９】因みに、固相率と凝固収縮量のばらつきσ
（成形精度）との関係を図５（ａ）に、固相率と引張最
大強度との関係を図５（ｂ）にそれぞれ示す。このデー
タから明らかなように、固相率が高くなるほど引張最大
強度が低下する傾向にあり、強度を要する部位は低固相
率にする必要があることが判る。また、固相率が高くな
るほど凝固収縮量のばらつきσが少なくなる傾向にあ
り、成形精度を要する部位は高固相率にする必要がある
ことが判る。Incidentally, the variation in solid fraction and solidification shrinkage σ
FIG. 5A shows the relationship with (molding accuracy), and FIG. 5B shows the relationship between the solid fraction and the maximum tensile strength. As is clear from this data, the higher the solid fraction, the lower the maximum tensile strength tends to be, and it is understood that the portion requiring strength needs to have a low solid fraction. In addition, as the solid phase ratio increases, the variation σ in the amount of solidification shrinkage tends to decrease, and it is understood that a portion requiring molding accuracy needs to have a high solid phase ratio.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の〜
の方法は、いずれも下記のような欠点を有している。However, the above-mentioned ~
Each of the methods has the following disadvantages.
【００１１】の半溶融鍛造方法は、ビレットを一旦、
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態にした後、この半溶
融状態の金属の溶湯を鍛造型まで搬送して型内に注入
し、鍛造するという手順を経なければならず、生産効率
が悪い。また、この方法は、金属を単に半溶融状態の溶
湯として鍛造型内に注入するだけであり、溶湯温度を炉
内で部分的に異ならせるようにはなっておらず、成形品
に固相率の異なる部位を形成することができない。万が
一、炉内での溶湯温度の制御が可能だとしても、型まで
搬送する過程で冷えるため、当初の金属組織を維持する
ことが難しく、また、固相率を４０％以下に設定するこ
とも難しく、これでは成形品によっては要求通りの強度
を付与することができない。In the semi-solid forging method, the billet is once
After heating to a semi-molten state with an induction heating furnace etc., this semi-molten metal melt must be transported to the forging die, injected into the die, and forged. bad. In this method, the metal is simply poured into the forging die as a molten metal in a semi-molten state, and the temperature of the molten metal is not made to partially differ in the furnace, and the solid phase ratio is not added to the molded product. Cannot be formed. Even if it is possible to control the temperature of the molten metal in the furnace, it will be difficult to maintain the original metallographic structure because it cools down in the process of transporting it to the mold, and the solid phase ratio may be set to 40% or less. It is difficult, and this cannot provide the required strength depending on the molded product.
【００１２】の半溶融鋳造方法は、ビレットを一旦、
誘導加熱炉等で加熱して半溶融状態の溶湯にした後、こ
の半溶融状態の溶湯を高圧鋳造機まで搬送してスリーブ
内に注入し、高圧鋳造するという手順を経なければなら
ず、上記のの場合と同様に、生産効率が悪くなるとと
もに、成形品に固相率の異なる部位を形成することがで
きず、また、成形品に要求される低固相率を実現できる
とは限らない。In the semi-solid casting method, the billet is once
After heating in an induction heating furnace or the like to form a molten metal in a semi-molten state, the semi-molten state molten metal must be transported to a high-pressure casting machine, injected into a sleeve, and subjected to high-pressure casting. As in the case of the above, the production efficiency is deteriorated, a part having a different solid phase ratio cannot be formed in the molded product, and the low solid phase ratio required for the molded product cannot always be realized. .
【００１３】の半溶融射出成形方法は、金属の半溶融
工程及び射出工程を１つの装置内で連続して行うので、
及びの場合に比べて生産効率が向上し、溶湯の温度
管理もたやすくなるが、金属を単に半溶融状態として射
出成形するだけでは、成形品の各部位を異なる固相率に
設定することができない。In the semi-solid injection molding method, the semi-solid step and the injection step of the metal are performed continuously in one apparatus.
Although the production efficiency is improved and the temperature control of the molten metal is easier than in the cases of and, it is possible to set each part of the molded product to a different solid phase ratio simply by injection molding the metal in a semi-molten state. Can not.
【００１４】のフィルターを使用する方法は、フィル
ターを境に金属組織の固相率を変えることができるが、
フィルター使用による不経済性及びフィルターの存在に
よる強度低下を免れることができず、さらには、定量的
に固相率を制御することが困難である。In the method using a filter, the solid phase ratio of the metal structure can be changed at the boundary of the filter.
The uneconomical effect of using a filter and the decrease in strength due to the presence of the filter cannot be avoided, and it is difficult to quantitatively control the solid phase ratio.
【００１５】の部分加圧による方法は、金属組織の固
相率を部分的に変えるとはいっても、機構的に複雑なた
め不経済になるとともに、広範囲に固相率を制御するこ
とが困難であり、さらには、プランジャにより溶湯をキ
ャビティ外に押し出すため歩留まりが悪化する。また、
定量的に固相率を制御することも困難である。In the method by partial pressurization, although the solid phase ratio of the metal structure is partially changed, it is uneconomical due to mechanical complexity and it is difficult to control the solid phase ratio over a wide range. In addition, since the molten metal is pushed out of the cavity by the plunger, the yield is deteriorated. Also,
It is also difficult to quantitatively control the solid fraction.
【００１６】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、成形品に要求特性に
応じて異なる固相率部位を効率良く、しかも簡単かつ確
実に付与することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a molded product with efficiently, easily and reliably different solid fraction sites according to required characteristics. is there.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、温度の異なる溶湯の射出順序とキャビテ
ィに対する溶湯射出箇所との関係を、成形品の各部に要
求される特性に応じて適正に設定したことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method for determining the relationship between the injection sequence of molten metal having different temperatures and the location of molten metal injection into a cavity in accordance with the characteristics required for each part of a molded product. Is set properly.
【００１８】具体的には、本発明は、金属の半溶融状態
の溶湯を射出シリンダのノズルから金型のキャビティに
射出し、強度を要する部位である低固相率部位と成形精
度を要する部位である高固相率部位とが、上記キャビテ
ィ内における溶湯の流動方向に分離している成形品を成
形する金属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上
記方法により製造された成形品を対象とし、次のような
解決手段を講じた。Specifically, according to the present invention, a molten metal in a semi-molten state of metal is injected from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a mold, and a portion requiring low strength and a portion requiring molding precision are required. The high solid fraction portion is a metal semi-solid injection molding method and a device for molding a molded product separated in the flow direction of the molten metal in the cavity, and the molded product manufactured by the above method. The following solutions were taken.
【００１９】すなわち、本発明の第１〜４の解決手段
は、金属の半溶融射出成形方法に関するものであり、第
１の解決手段は、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度が、そ
の後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に
設定されている場合には、溶湯を成形品の強度を要する
部位である低固相率部位が成形されるキャビティ側から
射出することを特徴とする。That is, the first to fourth solutions of the present invention relate to a method of semi-solid injection molding of metal, and the first solution is a method for injecting a single molten metal from the nozzle. If the temperature of the molten metal that is injected first is set to be lower than the temperature of the molten metal that is subsequently injected, the molten metal is a low solid phase, a part that requires the strength of the molded product. The injection is performed from the side of the cavity where the ratio portion is molded.
【００２０】第２の解決手段は、上記ノズルから射出さ
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯の
溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度
に比べて高温に設定されている場合には、溶湯を成形品
の成形精度を要する部位である高固相率部位が成形され
るキャビティ側から射出することを特徴とする。The second solution is that the temperature of the first molten metal in the injection amount of the molten metal injected from the nozzle is compared with the temperature of the molten metal subsequently injected. When the temperature is set to a high temperature, the molten metal is injected from a cavity side where a high solid fraction, which is a part requiring high molding accuracy, is molded.
【００２１】第３の解決手段は、第１又は第２の解決手
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を金型のキャビティ外周りの空間に誘導することを特
徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect, at the time of injection, the molten metal on the tip end side of the nozzle of the injection cylinder is guided to a space around the cavity of the mold.
【００２２】第４の解決手段は、第１〜３の解決手段の
いずれか１の解決手段において、溶湯として、予めスト
ロンチウムが添加されたマグネシウム合金からなる固体
金属材料を塑性加工した後、切り粉状にして半溶融状態
にしたものを採用したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a solid metal material made of a magnesium alloy to which strontium is previously added is plastically worked as a molten metal, It is characterized by adopting a material in a semi-molten state in a shape.
【００２３】本発明の第５〜９の解決手段は、金属の半
溶融射出成形装置に関するものであり、第５の解決手段
は、ノズルを成形品の強度を要する部位である低固相率
部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型に接
続する。そして、上記ノズルから射出される１回分の溶
湯射出量のうち最先に射出される溶湯の溶湯温度をその
後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設
定したことを特徴とする。The fifth to ninth solutions of the present invention relate to an apparatus for semi-solid injection molding of metal. The fifth solution is to provide a nozzle having a low solid phase ratio portion which is a portion requiring strength of a molded product. Is connected to the mold so as to correspond to the cavity side to be molded. The temperature of the first molten metal in the injection amount of the molten metal injected from the nozzle is set to be lower than the temperature of the molten metal subsequently injected. .
【００２４】第６の解決手段は、ノズルを成形品の成形
精度を要する部位である高固相率部位が成形されるキャ
ビティ側に対応するよう金型に接続する。そして、上記
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度をその後に続いて射出される
溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定したことを特徴とす
る。A sixth solution is to connect a nozzle to a mold so as to correspond to a cavity side where a high solid fraction portion, which is a portion requiring high molding accuracy, is molded. The temperature of the molten metal injected first from the injection amount of the molten metal injected from the nozzle is set higher than the temperature of the molten metal injected subsequently. .
【００２５】第７の解決手段は、第５又は第６の解決手
段において、射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶
湯を誘導する空間を金型のキャビティ外周りに設けたこ
とを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, a space for guiding the molten metal at the tip end of the injection cylinder at the time of injection is provided around the cavity of the mold. .
【００２６】第８の解決手段は、第７の解決手段におい
て、キャビティとノズルとの間に設けられた第１凹部
と、キャビティ内における溶湯の流動方向最奥部に対応
するキャビティ外側に設けられた第２凹部とで空間を構
成する。そして、前回の射出後に金型の型温影響により
ノズル先端内で冷却凝固した金属凝固部分を次回の射出
時にキャビティ内に入らないように上記第１凹部でトラ
ップする。また、上記ノズル先端内の金属凝固部分後方
の溶湯を上記第２凹部でトラップするようにしたことを
特徴とする。An eighth solution is the seventh solution, wherein the first recess provided between the cavity and the nozzle is provided outside the cavity corresponding to the innermost part in the flow direction of the molten metal in the cavity. The second concave portion forms a space. Then, the metal solidified portion cooled and solidified in the nozzle tip due to the influence of the mold temperature of the mold after the previous injection is trapped in the first concave portion so as not to enter the cavity at the next injection. The molten metal behind the metal solidified portion in the tip of the nozzle is trapped by the second recess.
【００２７】第９の解決手段は、第５〜８の解決手段の
いずれか１の解決手段において、加熱ヒーターを射出シ
リンダの外周に設ける。そして、成形品の強度を要する
部位である低固相率部位を成形する溶湯が、成形品の成
形精度を要する部位である高固相率部位を成形する溶湯
よりも高温になるように上記加熱ヒーターでシリンダ内
の溶湯温度を加熱制御するようにしたことを特徴とす
る。According to a ninth solution, in any one of the fifth to eighth solutions, a heating heater is provided on the outer periphery of the injection cylinder. Then, the above-mentioned heating is performed so that the molten metal for forming the low solid fraction portion, which is the portion requiring the strength of the molded product, has a higher temperature than the molten metal for forming the high solid fraction portion, which is the portion requiring the molding accuracy of the molded product. It is characterized in that the temperature of the molten metal in the cylinder is controlled by the heater.
【００２８】本発明の第１０〜１２の解決手段は、金属
の半溶融射出成形方法により製造された成形品に関する
ものであり、第１０の解決手段は、固相率をキャビティ
内における溶湯の流動方向で異ならせたことを特徴とす
る。[0028] The tenth to twelfth solutions of the present invention relate to a molded article manufactured by a method of semi-solid injection molding of a metal. It is characterized by different directions.
【００２９】第１１の解決手段は、第１０の解決手段に
おいて、固相率の低い低固相率部位で固相率の高い高固
相率部位に比べて強度を要する部位を構成し、固相率の
高い高固相率部位で上記固相率の低い低固相率部位に比
べて成形精度を要する部位を構成したことを特徴とす
る。According to an eleventh aspect, in the tenth aspect, a portion having a low solid fraction and a portion requiring higher strength than a high solid fraction having a high solid fraction is formed. It is characterized in that a portion requiring high molding accuracy is formed in a high solid fraction ratio region having a high phase fraction as compared with a low solid fraction ratio region having a low solid fraction ratio.
【００３０】第１２の解決手段は、第１０の解決手段に
おいて、成形品として、頭部とネジ部とを備えた締結部
材を採用する。そして、上記頭部裏面及びネジ部をショ
ットブラストにより粗面化したことを特徴とする。According to a twelfth solution, in the tenth solution, a fastening member having a head and a screw portion is employed as a molded product. The back surface of the head and the screw portion are roughened by shot blasting.
【００３１】上記の構成により、第１〜１２の解決手段
では、射出シリンダから温度差がつけられた溶湯を成形
品の要求特性に応じて金型のキャビティの所望の箇所か
ら射出するだけで、強度・成形精度という相反する特性
を備えた成形品が効率良く、しかも簡単かつ確実に成形
される。With the above arrangement, in the first to twelfth solutions, the molten metal having a temperature difference from the injection cylinder is simply injected from a desired portion of the cavity of the mold in accordance with the required characteristics of the molded product. A molded product having contradictory characteristics of strength and molding accuracy can be molded efficiently, easily, and reliably.
【００３２】特に、第３，７，８の解決手段では、射出
シリンダのノズル先端が金型と接触することによって冷
却されたノズル先端側の溶湯が、金型のキャビティ外周
りの空間に誘導されてキャビティ内に止まらず、過冷却
された溶湯がキャビティ内に止まることにより所期の目
的とする高固相率よりも高い固相率部位が成形される事
態、つまり必要強度が得られないという事態が回避され
る。In particular, in the third, seventh and eighth solutions, the molten metal on the nozzle tip side cooled by the nozzle tip of the injection cylinder coming into contact with the mold is guided into the space around the cavity of the mold. When the supercooled molten metal does not stop in the cavity but stays in the cavity, a solid phase ratio site higher than the intended high solid phase ratio is formed, that is, the required strength is not obtained. The situation is avoided.
【００３３】また、第４の解決手段では、固体金属材料
の塑性加工により固相粒径が再粒化する。また、ストロ
ンチウムの添加により結晶粒が微細化する。In the fourth solution, the solid-state particle size is re-granulated by plastic working of the solid metal material. Also, the addition of strontium makes the crystal grains fine.
【００３４】第１２の解決手段では、締付け時の摩擦係
数が増大して緩みが防止されるとともに、内部に発生す
る応力が低減する。In the twelfth solution, the friction coefficient at the time of tightening is increased to prevent loosening, and the stress generated inside is reduced.
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３６】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る金
属の半溶融射出成形方法及びその装置並びに上記方法に
より製造された成形品のうち半溶融射出成形装置を示
す。同図において、１は射出成形機、２は成形品の形状
をしたキャビティ３を有する金型である。上記射出成形
機１は円筒状の射出シリンダ４を備えてなり、該射出シ
リンダ４の内部にはスクリュー５が回転可能にかつ進退
可能に配置されている。FIG. 1A shows a semi-solid injection molding method and apparatus for a metal according to an embodiment of the present invention, and a semi-solid injection molding apparatus among molded articles produced by the above method. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an injection molding machine, and 2 denotes a mold having a cavity 3 in the shape of a molded product. The injection molding machine 1 includes a cylindrical injection cylinder 4, and a screw 5 is disposed inside the injection cylinder 4 so as to be rotatable and advance / retreat.
【００３７】この射出シリンダ４の先端にはノズル６が
一体に取り付けられているとともに、その後端側には射
出時に上記スクリュー５を前進させる高速射出機構７が
設置されている。A nozzle 6 is integrally attached to the tip of the injection cylinder 4, and a high-speed injection mechanism 7 for moving the screw 5 forward during injection is installed at the rear end side.
【００３８】上記射出シリンダ４及びノズル６の外周に
は、複数の加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９が射出シリンダ４及
びノズル６を取り囲むようにかつシリンダ中心線方向に
沿って配置され、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯
温度を成形品の要求特性に応じてシリンダ中心線方向に
複数に区画して個別に加熱制御するようになっている。A plurality of heaters H0 to H9 are arranged on the outer circumference of the injection cylinder 4 and the nozzle 6 so as to surround the injection cylinder 4 and the nozzle 6 and along the cylinder center line. The temperature of the molten metal inside is divided into a plurality of sections in the direction of the center line of the cylinder in accordance with the required characteristics of the molded article, and the heating is individually controlled.
【００３９】上記射出シリンダ４の後端上部にはアルゴ
ンガスが充填されたアルゴン雰囲気室８が設けられ、該
アルゴン雰囲気室８の上端には原料を投入するホッパー
９が接続され、該ホッパー９に投入された原料をアルゴ
ン雰囲気中に置くことでその酸化を防止している。本例
では原料として、予めストロンチウムが添加されたマグ
ネシウム合金からなる固体金属材料を塑性加工した後、
切り粉状にしたマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格
ＡＺ９１Ｄ合金）を使用している。An argon atmosphere chamber 8 filled with argon gas is provided above the rear end of the injection cylinder 4, and a hopper 9 for charging a raw material is connected to the upper end of the argon atmosphere chamber 8. The oxidation is prevented by placing the charged material in an argon atmosphere. In this example, as a raw material, after plastic working a solid metal material made of a magnesium alloy to which strontium has been added in advance,
The powdered magnesium pellet P (ASTM AZ91D alloy) is used.
【００４０】一方、上記金型２は、固定盤１０に取り付
けられた固定型２ａと、該固定型２ａに対し接離する可
動型２ｂとからなり、型締め状態でこの固定型２ａと可
動型２ｂとの間に成形品を成形する空間としてのキャビ
ティ３を構成するようになっている。また、図１（ｂ）
に拡大詳示するように、上記金型２の固定型２ａと可動
型２ｂとの間には、ゲート１１、ランナー１２及びスプ
ール１３が上記キャビティ３に連通するように形成さ
れ、上記ノズル６が金型２に固定盤１０を介して接続さ
れるようになっている。On the other hand, the mold 2 comprises a fixed mold 2a attached to a fixed platen 10 and a movable mold 2b which comes into contact with and separates from the fixed mold 2a. 2b, a cavity 3 is formed as a space for molding a molded product. FIG. 1 (b)
As shown in detail in FIG. 1, a gate 11, a runner 12, and a spool 13 are formed between the fixed mold 2a and the movable mold 2b of the mold 2 so as to communicate with the cavity 3, and the nozzle 6 is It is configured to be connected to the mold 2 via a fixed platen 10.
【００４１】上記スプール１３の下流端（ノズル６が対
向する箇所）には第１凹部（いわゆるプラグキャッチャ
ー）１４が形成され、前回の射出後に金型２の型温影響
によりノズル６先端内で冷却凝固した金属凝固部分（い
わゆるプラグ）ｍ１を次回の射出時にキャビティ３内に
入らないように上記第１凹部１４でトラップするように
なっている。また、この第１凹部１４の容積は金属凝固
部分ｍ１の体積よりも大きく形成されており、金属凝固
部分ｍ１後方の溶湯Ｍの一部をもトラップするようにな
っている。さらに、上記キャビティ３内における溶湯Ｍ
の流動方向最奥部に対応するキャビティ３外側には、第
２凹部（いわゆるオーバーフローグルーブ）１５が形成
され、該第２凹部１５により上記ノズル６先端内の金属
凝固部分ｍ１後方の溶湯Ｍをトラップするようになって
いる。したがって、上記第１凹部１４及び第２凹部１５
により、射出時、射出シリンダ４のノズル６先端側の溶
湯Ｍを誘導する空間をキャビティ３外周りに構成してい
る。A first concave portion (so-called plug catcher) 14 is formed at the downstream end of the spool 13 (where the nozzle 6 faces), and is cooled in the tip of the nozzle 6 by the influence of the mold temperature of the mold 2 after the previous injection. The solidified metal solidified portion (so-called plug) m1 is trapped in the first concave portion 14 so as not to enter the cavity 3 at the next injection. Further, the volume of the first concave portion 14 is formed to be larger than the volume of the metal solidified portion m1, so that a part of the molten metal M behind the metal solidified portion m1 is also trapped. Further, the molten metal M in the cavity 3
A second concave portion (so-called overflow groove) 15 is formed on the outer side of the cavity 3 corresponding to the innermost portion in the flow direction, and the molten metal M behind the metal solidified portion m1 in the tip of the nozzle 6 is trapped by the second concave portion 15. It is supposed to. Therefore, the first concave portion 14 and the second concave portion 15
Thus, at the time of injection, a space for guiding the molten metal M on the tip side of the nozzle 6 of the injection cylinder 4 is formed around the cavity 3.
【００４２】この半溶融射出成形装置により成形しよう
とする成形品は、固相率がキャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向で異なっているものであり、固相率の低い
低固相率部位は強度を要する部位を、固相率の高い高固
相率部位は成形精度を要する部位をそれぞれ構成するよ
うになっている（図５（ａ），（ｂ）参照）。そのた
め、上記ノズル６を成形品の強度を要する部位である低
固相率部位が成形されるキャビティ３側に対応するよう
金型２に接続している場合には、ノズル６から射出され
る１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの
溶湯温度を、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温
度に比べて低温に設定するようにしている。一方、上記
ノズル６を成形品の成形精度を要する部位である高固相
率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう金型２
に接続している場合には、ノズル６から射出される１回
分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温
度を、その後に続いて射出される溶湯の溶湯温度に比べ
て高温に設定するようにしている。これにより、強度を
要する部位である低固相率部位と成形精度を要する部位
である高固相率部位とが、キャビティ３内における溶湯
Ｍの流動方向に分離している成形品を成形することがで
きるのである。The molded article to be molded by the semi-solid injection molding apparatus has a solid fraction different in the flow direction of the molten metal M in the cavity 3, and a low solid fraction fraction having a low solid fraction is The parts requiring strength and the parts having a high solid fraction having a high solid phase ratio constitute parts requiring molding accuracy, respectively (see FIGS. 5A and 5B). Therefore, when the nozzle 6 is connected to the mold 2 so as to correspond to the cavity 3 side where the low solid phase ratio portion, which is a portion requiring the strength of the molded product, is injected from the nozzle 6. The molten metal temperature of the molten metal M injected first in the batch injection amount is set to be lower than the molten metal temperature of the molten metal M injected subsequently. On the other hand, the nozzle 6 is positioned so that the high solid fraction site, which is a site requiring high molding accuracy of the molded product, corresponds to the cavity side where the molding is performed.
Is connected, the temperature of the first molten metal of the molten metal injected from the nozzle 6 is compared with the temperature of the molten metal subsequently injected. Set to high temperature. Thereby, a molded article in which the low solid fraction portion, which is a portion requiring strength, and the high solid fraction portion, which is a portion requiring molding accuracy, are separated in the flow direction of the molten metal M in the cavity 3 is formed. You can do it.
【００４３】このためには、キャビティ３内を成形品の
要求特性に応じて溶湯Ｍの流れ方向に複数に分割すると
ともに、射出シリンダ４及びノズル６内の溶湯Ｍを加熱
ヒーターＨ０〜Ｈ９により上記キャビティ３の各分割部
位に応じて温度制御しながら、つまり成形品の強度を要
する部位である低固相率部位を成形する溶湯Ｍが、成形
品の成形精度を要する部位である高固相率部位を成形す
る溶湯よりも高温になるように射出シリンダ４及びノズ
ル６内の溶湯温度を加熱制御しながらノズル６から射出
することが要求される。For this purpose, the inside of the cavity 3 is divided into a plurality of parts in the flow direction of the molten metal M according to the required characteristics of the molded product, and the molten metal M in the injection cylinder 4 and the nozzle 6 is heated by the heaters H0 to H9. While the temperature is controlled in accordance with each of the divided portions of the cavity 3, that is, the molten metal M for forming the low solid fraction having high strength of the molded product has a high solid fraction having high molding precision of the molded product. It is required to inject from the nozzle 6 while heating and controlling the temperature of the molten metal in the injection cylinder 4 and the nozzle 6 so as to be higher than the molten metal for forming the part.
【００４４】具体的には、射出シリンダ４内部を１回分
の溶湯射出量の範囲でノズル６側から基端側にかけて加
熱ヒーターＨ９〜Ｈ５の位置に対応するよう複数に分割
し、各分割部位の溶湯Ｍの固相率を基端側からノズル６
側に向かってＦ１〜Ｆ５、各分割部位の容積をＶ１〜Ｖ
５とする一方、金型２の各分割部位に流入した溶湯Ｍの
固相率を流入方向上流側から下流側にかけてｆ１，ｆ
６，ｆ２〜ｆ５、各分割部位の容積をｖ１，ｖ６，ｖ２
〜ｖ５とした場合、 Ｆ１＝ｆ１、Ｆ２＝ｆ２、Ｆ３＝ｆ３、Ｆ４＝ｆ４、Ｆ
５＝ｆ５＝ｆ６ Ｖ１＝ｖ１、Ｖ２＝ｖ２、Ｖ３＝ｖ３、Ｖ４＝ｖ４、Ｖ
５＝ｖ５＋ｖ６ になるようにし、成形品の要求特性に応じて加熱ヒータ
ーＨ９〜Ｈ５の温度を制御する。この場合、ノズル６先
端の加熱ヒーターＨ９は、金属凝固部分（プラグ）ｍ１
を形成するために低温に設定しており、しかも、ノズル
６先端が成形時に金型２（固定盤１０）に接触している
ため、金型２の型温の影響によりノズル６先端側の溶湯
温度が設定値よりも低くなりがちであり、該部分の溶湯
Ｍの固相率が予想よりも高くなるおそれがある。したが
って、この部分にある高固相率の溶湯Ｍを製品部（キャ
ビティ３）から確実に排除するために、本例では、第１
凹部１４の容積ｖ６を金属凝固部分ｍ１の体積よりも大
きく設定している。また、ノズル６後ろ寄りの溶湯Ｍ
は、加熱ヒーターＨ９により温度制御しているとはい
え、ノズル６先端側の溶湯Ｍの温度影響を受け易く、ノ
ズル６先端側の溶湯Ｍと同様に高固相率になることか
ら、この部分の溶湯Ｍも製品部（キャビティ３）から確
実に排除するために、Ｖ４＋Ｖ５＝ｖ５＋ｖ６にし、第
１凹部１４及び第２凹部１５に排出するようにしてい
る。なお、Ｖ４＝ｖ５、Ｖ５＝ｖ６にする方が溶湯Ｍの
無駄をなくす観点から好ましい。さらに、キャビティ３
の第２凹部１５側に比較的強度を要しない部位を成形す
る場合は、Ｖ５＞ｖ６にすれば、ノズル６先端部分の高
固相率のＶ４部分の溶湯Ｍの一部を製品部（キャビティ
３）のｖ４部分に流入させることができ、その分だけ歩
留まりを向上させることができる。More specifically, the inside of the injection cylinder 4 is divided into a plurality of portions from the nozzle 6 side to the base end side corresponding to the positions of the heaters H9 to H5 within the range of one injection of the molten metal. Nozzle 6
F1 to F5 toward the side, and the volume of each divided portion is V1 to V
On the other hand, the solid fraction of the molten metal M flowing into each divided portion of the mold 2 is changed from f1 to f from upstream to downstream in the inflow direction.
6, f2 to f5, and the volume of each divided part is v1, v6, v2
F1 = f1, F2 = f2, F3 = f3, F4 = f4, F
5 = f5 = f6 V1 = v1, V2 = v2, V3 = v3, V4 = v4, V
5 = v5 + v6, and the temperatures of the heaters H9 to H5 are controlled according to the required characteristics of the molded article. In this case, the heater H9 at the tip of the nozzle 6 is provided with a metal solidified portion (plug) m1.
Is formed at a low temperature in order to form the molten metal, and the tip of the nozzle 6 is in contact with the mold 2 (fixed plate 10) during molding. The temperature tends to be lower than the set value, and there is a possibility that the solid phase ratio of the molten metal M in the portion becomes higher than expected. Therefore, in order to reliably remove the molten metal M having a high solid phase ratio in this portion from the product portion (cavity 3), in this example, the first molten metal M is used.
The volume v6 of the recess 14 is set to be larger than the volume of the metal solidified portion m1. Also, the molten metal M behind the nozzle 6
Although the temperature is controlled by the heater H9, it is easily affected by the temperature of the molten metal M on the tip side of the nozzle 6 and has a high solid fraction like the molten metal M on the tip side of the nozzle 6; In order to reliably remove the molten metal M from the product portion (cavity 3), V4 + V5 = v5 + v6, and the molten metal M is discharged to the first concave portion 14 and the second concave portion 15. It is preferable to set V4 = v5 and V5 = v6 from the viewpoint of eliminating waste of the molten metal M. Furthermore, cavity 3
In the case of molding a portion that does not require relatively high strength on the side of the second concave portion 15 of the above, if V5> v6, a part of the molten metal M in the V4 portion having a high solid fraction at the tip of the nozzle 6 is used as a product portion (cavity). The flow can be made to flow into the v4 portion of 3), and the yield can be improved accordingly.
【００４５】次に、上述の如く構成された半溶融射出成
形装置を用いて固相率の異なる部位が共存する成形品を
製造する要領について説明する。Next, a description will be given of a method of manufacturing a molded article having portions having different solid fractions coexisting by using the semi-solid injection molding apparatus configured as described above.
【００４６】 金型２を型締めし、射出シリンダ４の
ノズル６を金型２のスプール１３に接続した状態で、原
料としてのマグネシウムペレットＰ（ＡＳＴＭ規格ＡＺ
９１Ｄ合金）をホッパー９に投入し、アルゴン雰囲気室
８を経て射出シリンダ４内に供給する。With the mold 2 clamped and the nozzle 6 of the injection cylinder 4 connected to the spool 13 of the mold 2, magnesium pellets P (ASTM standard AZ)
(91D alloy) is supplied to the hopper 9 and supplied into the injection cylinder 4 through the argon atmosphere chamber 8.
【００４７】 高速射出機構７を作動させてスクリュ
ー５を回転させ、射出シリンダ４内のマグネシウムペレ
ットＰをスクリュー５で混練しながらノズル６に向かっ
て押し出し、この間に加熱ヒーターＨ０〜Ｈ９で成形品
の要求特性に応じて温度制御しながら加熱して半溶融状
態の溶湯Ｍにする。スクリュー５はその際に生ずる圧力
で後退していく。The high-speed injection mechanism 7 is operated to rotate the screw 5, and the magnesium pellets P in the injection cylinder 4 are extruded toward the nozzle 6 while kneading with the screw 5, and during this time, the molded products are heated by the heaters H 0 to H 9. Heating is performed while controlling the temperature according to the required characteristics to obtain a molten metal M in a semi-molten state. The screw 5 is retracted by the pressure generated at that time.
【００４８】この場合、図２（ａ）に示すように、成形
品として、例えば自動車のオートマチックトランスミッ
ションの締結部材であるオリフィスホルダー１６を例に
挙げると、該オリフィスホルダー１６は頭部１７とネジ
部１８とを備えている。上記頭部１７は、組付け時に締
付けトルクが作用する部位であることから強度を要する
部位であり、低固相率にしておくことが必要である。ま
た、上記ネジ部１８は、強度はそれほど必要としない
が、ネジ加工なしで鋳放しで成形することが製造工数を
低減する上で好ましく、その観点からすれば、ネジ部１
８は、成形精度を要する部位であり、高固相率にしてお
く必要がある。そして、図２（ｂ）に示すように、金型
２のキャビティ３の形状をゲート１１がオリフィスホル
ダー１６の頭部１７に位置するように形成する。一方、
加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃に、加熱ヒーターＨ
８及びＨ９の温度を５３０℃にそれぞれ設定する。これ
により、ノズル６から射出される１回分の溶湯射出量の
うち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯温度が、その後に続
いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に比べて低温に設定さ
れている。In this case, as shown in FIG. 2A, as an example of a molded product, for example, an orifice holder 16 which is a fastening member of an automatic transmission of an automobile, the orifice holder 16 has a head portion 17 and a screw portion. 18 is provided. The head 17 is a site where a tightening torque acts during assembly and therefore requires a high strength, and therefore needs to have a low solid phase ratio. Further, the screw portion 18 does not require much strength, but it is preferable that the screw portion 18 is formed by as-casting without screw processing in order to reduce the number of manufacturing steps.
Reference numeral 8 denotes a part requiring high molding accuracy, and it is necessary to keep a high solid phase ratio. Then, as shown in FIG. 2B, the shape of the cavity 3 of the mold 2 is formed so that the gate 11 is located at the head 17 of the orifice holder 16. on the other hand,
The temperature of the heater H7 to 600 ° C.
8 and H9 are set at 530 ° C., respectively. As a result, the temperature of the molten metal M which is injected first from the molten metal injection amount of one injection from the nozzle 6 is set to be lower than the temperature of the molten metal M which is subsequently injected. I have.
【００４９】また、図４に示すように、成形品として、
例えば自動車のエンジン動弁系部材であるバルブタペッ
ト１９を例に挙げると、中央の厚肉部２０は、バルブを
受けるために強度を要する部位であり、低固相率にして
おくことが必要である。また、外周の薄肉部２１は、強
度はそれほど必要としないが、成形精度を要する部位で
あり、高固相率にしておく必要がある。そして、金型の
キャビティ３の形状をゲート１１が図４に仮想線で示す
ようにバルブタペット１９の厚肉部２０に位置するよう
に形成する。一方、加熱ヒーターＨ７の温度を６００℃
に、加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度を５３０℃にそれ
ぞれ設定する。これにより、ノズル６から射出される１
回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍの溶湯
温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯温度に
比べて低温に設定されている。Further, as shown in FIG.
For example, taking the valve tappet 19 as an engine valve train member of an automobile as an example, the central thick portion 20 is a portion that requires strength to receive the valve, and it is necessary to keep the solid phase ratio low. is there. Further, the thin portion 21 on the outer periphery does not require much strength, but is a portion that requires molding accuracy, and needs to have a high solid phase ratio. Then, the shape of the cavity 3 of the mold is formed so that the gate 11 is located at the thick portion 20 of the valve tappet 19 as shown by a virtual line in FIG. On the other hand, the temperature of the heater H7 is set to 600 ° C.
Then, the temperatures of the heaters H8 and H9 are set to 530 ° C., respectively. Thereby, 1 ejected from the nozzle 6
The molten metal temperature of the molten metal M injected first in the batch injection amount is set to be lower than the molten metal temperature of the molten metal M injected subsequently.
【００５０】 スクリュー５が所定ストローク後退す
ると、高速射出機構７がこのことを検知してスクリュー
５の回転及び後退を停止させる。つまり、１回分の射出
に必要な溶湯Ｍの量をスクリュー５の後退ストロークに
より計量するようになっている。When the screw 5 retreats by a predetermined stroke, the high-speed injection mechanism 7 detects this and stops the rotation and retreat of the screw 5. That is, the amount of the melt M required for one injection is measured by the retraction stroke of the screw 5.
【００５１】 高速射出機構７を作動させてスクリュ
ー５を前進させ、射出シリンダ４内の溶湯Ｍをノズル６
から金型２のキャビティ３内に射出充填する。これによ
り、溶湯Ｍが、成形品（オリフィスホルダー１６、バル
ブタペット１９）の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側（頭部１７、厚肉部２０）
から射出される。The high-speed injection mechanism 7 is operated to advance the screw 5, and the molten metal M in the injection cylinder 4 is
And injection-filling into the cavity 3 of the mold 2. As a result, the molten metal M is formed on the cavity side (head portion 17, thick portion 20) where the low solid phase portion, which is the portion requiring the strength of the molded product (orifice holder 16, valve tappet 19), is formed.
Emitted from.
【００５２】この際、まず、前回の射出によりノズル６
先端に残存する溶湯Ｍの凝固物である金属凝固部分ｍ１
が第１凹部１４にトラップされるとともに、射出シリン
ダ４の容積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの一部が上記第１凹部
１４にトラップされる。続いて、該射出シリンダ４の容
積Ｖ５に相当する溶湯Ｍの残部が第２凹部１５に流入す
る。その後、射出シリンダ４の容積Ｖ４に相当する溶湯
Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ４に、射出シリンダ４の
容積Ｖ３に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の分割部位ｖ
３に、射出シリンダ４の容積Ｖ２に相当する溶湯Ｍがキ
ャビティ３の分割部位ｖ２に、射出シリンダ４の容積Ｖ
１に相当する溶湯Ｍがキャビティ３の残部、ゲート１
１、ランナー１２及びスプール１３で構成された空間ｖ
１にそれぞれ流入する。At this time, first, the nozzle 6
Solidified metal part m1 that is solidified material of molten metal M remaining at the tip
Is trapped in the first concave portion 14, and a part of the molten metal M corresponding to the volume V5 of the injection cylinder 4 is trapped in the first concave portion 14. Subsequently, the remaining portion of the molten metal M corresponding to the volume V5 of the injection cylinder 4 flows into the second concave portion 15. Thereafter, the molten metal M corresponding to the volume V4 of the injection cylinder 4 is placed in the divided portion v4 of the cavity 3, and the molten metal M corresponding to the volume V3 of the injection cylinder 4 is placed in the divided portion v of the cavity 3.
3, the molten metal M corresponding to the volume V2 of the injection cylinder 4 is stored in the divided portion v2 of the cavity 3 in the volume V2 of the injection cylinder 4.
The molten metal M corresponding to 1 is the remainder of the cavity 3, the gate 1
1. Space v composed of runner 12 and spool 13
1 respectively.
【００５３】このように、過冷却された溶湯Ｍをキャビ
ティ３外の第１凹部１４及び第２凹部１５に排出するの
で、所期の目的とする固相率よりも高い固相率部位が成
形されることがなく、必要な強度を確保することができ
る。As described above, the supercooled molten metal M is discharged to the first concave portion 14 and the second concave portion 15 outside the cavity 3, so that the solid fraction ratio higher than the intended solid fraction is formed. The required strength can be secured without being performed.
【００５４】なお、上記の二例とは逆に、加熱ヒーター
Ｈ７の温度が加熱ヒーターＨ８及びＨ９の温度よりも低
温に設定されている場合、つまり、ノズル６から射出さ
れる１回分の溶湯射出量のうち最先に射出される溶湯Ｍ
の溶湯温度が、その後に続いて射出される溶湯Ｍの溶湯
温度に比べて高温に設定されている場合には、溶湯Ｍを
成形品の成形精度を要する部位である高固相率部位が成
形されるキャビティ３側から射出するようにする。Contrary to the above two examples, when the temperature of the heater H7 is set lower than the temperatures of the heaters H8 and H9, that is, one injection of the molten metal injected from the nozzle 6 Molten metal M injected first in volume
If the temperature of the molten metal is set to be higher than the temperature of the molten metal M which is subsequently injected, the molten metal M is formed into a high solid fraction part, which is a part requiring molding accuracy of a molded product. Injection from the cavity 3 side.
【００５５】 キャビティ３内の溶湯Ｍが型温（例え
ば２００℃）により凝固し、成形品が得られる。The molten metal M in the cavity 3 is solidified by the mold temperature (for example, 200 ° C.) to obtain a molded product.
【００５６】 射出シリンダ４のノズル６を金型２の
スプール１３から外し、金型２を型開きして成形品を脱
型する。このようにして得られた成形品（オリフィスホ
ルダー１６、バルブタペット１９）は、強度を要する部
位である低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）と成形
精度を要する部位である高固相率部位（ネジ部１８、薄
肉部２１）とが、キャビティ３内における溶湯Ｍの流動
方向に分離している。因みに、強度を要する部位である
低固相率部位（頭部１７、厚肉部２０）の固相率は２％
であり、この金属組織の顕微鏡写真を図３（ａ）に示
す。また、成形精度を要する部位である高固相率部位
（ネジ部１８、薄肉部２１）の固相率は１０％であり、
この金属組織の顕微鏡写真を図３（ｂ）に示す。写真
中、白く現れている部分がマグネシウムであり、マグネ
シウムは固相率の高い図３（ｂ）の方が固相率の低い図
３（ａ）よりも多くなっている。The nozzle 6 of the injection cylinder 4 is removed from the spool 13 of the mold 2, the mold 2 is opened, and the molded product is released. The molded product (orifice holder 16 and valve tappet 19) obtained in this manner has a low solid phase ratio part (head 17, thick part 20), which is a part requiring strength, and a high solid part, which is a part requiring molding precision. The solid phase ratio portions (the screw portion 18 and the thin portion 21) are separated in the flow direction of the molten metal M in the cavity 3. Incidentally, the solid phase ratio of the low solid phase ratio site (head 17, thick portion 20) which is a site requiring strength is 2%.
FIG. 3A shows a micrograph of this metal structure. Further, the solid phase ratio of the high solid phase ratio portions (the screw portion 18 and the thin portion 21) which are portions requiring molding accuracy is 10%,
A micrograph of this metal structure is shown in FIG. In the photograph, the white portion is magnesium, and magnesium is higher in FIG. 3 (b) having a high solid phase ratio than in FIG. 3 (a) having a low solid phase ratio.
【００５７】このように、温度差がつけられた溶湯Ｍを
成形品の要求特性に応じて金型２のキャビティ３の所望
の箇所から射出するだけでよいことから、強度・成形精
度という相反する特性を備えた成形品を効率良く、しか
も簡単かつ確実に成形することができる。As described above, it is only necessary to inject the molten metal M having a temperature difference from a desired portion of the cavity 3 of the mold 2 in accordance with the required characteristics of the molded product. A molded product having characteristics can be efficiently, easily, and reliably molded.
【００５８】また、原料として、予めストロンチウムが
添加されたマグネシウム合金からなる固体金属材料を塑
性加工した後、切り粉状にしたものを用いているので、
塑性加工により固相粒径を再粒化することができるとと
もに、ストロンチウムの添加により結晶粒を微細化する
ことができる。As a raw material, a solid metal material made of a magnesium alloy to which strontium has been added in advance is plastically worked and then cut into a powder, so that
The solid phase grain size can be re-granulated by plastic working, and the crystal grains can be refined by adding strontium.
【００５９】なお、成形品がオリフィスホルダー１６で
ある場合、頭部１７裏面及びネジ部１８をショットブラ
ストにより粗面化して締付け時の摩擦係数を増大させる
ことが、緩みを防止するとともに内部応力を低減させる
観点から望ましい。同様に、図２（ａ）に示すように、
オリフィスホルダー１６の頭部１７とミッションケース
２２との間に介装されるパッキン２３もショットブラス
トにより粗面化すれば、その効果は倍増する。さらに、
上記パッキン２３の材質をマグネシウムよりも軟質な純
アルミ等にすることにより、締付け時の摩擦係数をさら
に増大させることができて好ましい。また、上記パッキ
ン２３の熱膨張係数をマグネシウムと同等もしくはそれ
以下の材質にすることにより、熱応力によるクリープ変
形を防止することができて好ましい。When the molded product is the orifice holder 16, the back surface of the head 17 and the screw portion 18 are roughened by shot blasting to increase the friction coefficient at the time of tightening, thereby preventing loosening and reducing internal stress. It is desirable from the viewpoint of reduction. Similarly, as shown in FIG.
If the packing 23 interposed between the head 17 of the orifice holder 16 and the transmission case 22 is also roughened by shot blast, the effect is doubled. further,
It is preferable that the packing 23 be made of pure aluminum or the like that is softer than magnesium, since the friction coefficient at the time of tightening can be further increased. It is preferable that the packing 23 has a thermal expansion coefficient equal to or less than that of magnesium, because creep deformation due to thermal stress can be prevented.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最先に
射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出され
る溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されている場合に
は、溶湯を成形品の強度を要する部位である低固相率部
位が成形されるキャビティ側から射出するようにしたの
で、強度・成形精度という相反する特性を備えた成形品
を効率良く、しかも簡単かつ確実に成形することができ
る。As described above, according to the present invention,
In the case where the temperature of the first molten metal in the injection amount of the molten metal for one injection from the nozzle is set to be lower than the temperature of the molten metal subsequently injected, Is injected from the cavity side where the low solid fraction, which is the part requiring the strength of the molded product, is molded, so that a molded product with the contradictory characteristics of strength and molding accuracy can be produced efficiently, easily and reliably. Can be molded into
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る半溶融射出
成形装置の全体構成図、（ｂ）は射出シリンダの加熱ヒ
ーターに対応する分割容積と金型のキャビティの分割容
積との対応関係を示す断面図である。FIG. 1 (a) is an overall configuration diagram of a semi-molten injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) shows a divided volume corresponding to a heater of an injection cylinder and a divided volume of a cavity of a mold. It is sectional drawing which shows a correspondence relationship.
【図２】（ａ）はオリフィスホルダーの断面図、（ｂ）
はキャビティとゲートとの接続関係を示す断面図であ
る。FIG. 2A is a cross-sectional view of an orifice holder, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a connection relationship between a cavity and a gate.
【図３】（ａ）は固相率２％の金属組織の顕微鏡写真、
（ｂ）は固相率１０％の金属組織の顕微鏡写真である。FIG. 3A is a micrograph of a metal structure having a solid phase ratio of 2%,
(B) is a micrograph of a metal structure with a solid content of 10%.
【図４】バルブタペットの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a valve tappet.
【図５】（ａ）は固相率と凝固収縮量のばらつきσとの
関係を示すデータ、（ｂ）は固相率と引張最大強度との
関係を示すデータである。FIG. 5 (a) is data showing the relationship between the solid fraction and the variation σ of the solidification shrinkage, and FIG. 5 (b) is data showing the relationship between the solid fraction and the maximum tensile strength.
２ 金型 ３ キャビティ ４ 射出シリンダ ６ ノズル １４ 第１凹部（空間） １５ 第２凹部（空間） １６ オリフィスホルダー（ネジ部材、成形
品） １７ 頭部（強度を要する部位である低固相
率部位） １８ ネジ部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） １９ バルブタペット（成形品） ２０ 厚肉部（強度を要する部位である低固
相率部位） ２１ 薄肉部（成形精度を要する部位である
高固相率部位） Ｍ 溶湯 ｍ１ 金属凝固部分 Ｐ マグネシウムペレット（固体金属材料） Ｈ０〜Ｈ９ 加熱ヒーター2 Mold 3 Cavity 4 Injection cylinder 6 Nozzle 14 First concave part (space) 15 Second concave part (space) 16 Orifice holder (screw member, molded product) 17 Head part (low solid phase ratio part requiring strength) Reference Signs List 18 Screw part (high solid phase ratio part requiring molding precision) 19 Valve tappet (molded product) 20 Thick part (low solid phase percentage part requiring strength) 21 Thin part (part requiring molding precision) High solid fraction) M molten metal m1 solidified portion P magnesium pellet (solid metal material) H0-H9 heater
Claims (12)
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形方法であって、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されている場
合には、溶湯を成形品の強度を要する部位である低固相
率部位が成形されるキャビティ側から射出することを特
徴とする金属の半溶融射出成形方法。1. A molten metal in a semi-molten state is injected from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a metal mold, and a low solid fraction having high strength and a high solid fraction having high molding accuracy. Is a method of semi-solid injection molding of metal for molding a molded product separated in the flow direction of the molten metal in the cavity, wherein the injection of the molten metal is performed first in a single molten metal injection amount injected from the nozzle. If the temperature of the melt to be melted is set to be lower than the temperature of the melt to be subsequently injected, the melt is formed into a portion having a low solid fraction, which is a portion requiring strength of the molded product. A semi-solid injection molding method of metal, characterized by injecting from a cavity side to be formed.
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形方法であって、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定されている場
合には、溶湯を成形品の成形精度を要する部位である高
固相率部位が成形されるキャビティ側から射出すること
を特徴とする金属の半溶融射出成形方法。2. A molten metal in a semi-molten state of metal is injected from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a mold, and a low solid fraction having high strength and a high solid fraction having high molding accuracy. Is a method of semi-solid injection molding of metal for molding a molded product separated in the flow direction of the molten metal in the cavity, wherein the injection of the molten metal is performed first in a single molten metal injection amount injected from the nozzle. If the temperature of the melt to be melted is set to be higher than the temperature of the melt to be subsequently injected, the high solidity ratio portion, which is a portion requiring molding accuracy of the molded product, is formed. A semi-solid injection molding method for metal, wherein the injection is performed from the side of the cavity to be molded.
成形方法において、 射出時、射出シリンダのノズル先端側の溶湯を金型のキ
ャビティ外周りの空間に誘導することを特徴とする金属
の半溶融射出成形方法。3. The method according to claim 1, wherein at the time of injection, the molten metal on the tip end side of the nozzle of the injection cylinder is guided into a space around the cavity of the mold. Semi-solid injection molding method.
属の半溶融射出成形方法において、 溶湯は、予めストロンチウムが添加されたマグネシウム
合金からなる固体金属材料を塑性加工した後、切り粉状
にして半溶融状態にしたものであることを特徴とする金
属の半溶融射出成形方法。4. The semi-solid injection molding method for a metal according to claim 1, wherein the molten metal is formed by subjecting a solid metal material made of a magnesium alloy to which strontium is added in advance to plastic working and then cutting. A semi-solid injection molding method for a metal, wherein the metal is made into a semi-molten state.
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形装置であって、 上記ノズルは、成形品の強度を要する部位である低固相
率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう上記金
型に接続され、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて低温に設定されているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。5. A molten metal in a semi-molten state of a metal is injected from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a mold, and a low solid fraction having high strength and a high solid fraction having high molding accuracy. Is a metal semi-solid injection molding apparatus for molding a molded product separated in the flow direction of the molten metal in the cavity, wherein the nozzle has a low solid phase ratio portion, which is a portion requiring strength of the molded product. Is connected to the mold so as to correspond to the cavity side in which the molten metal is to be molded, and the molten metal temperature of the molten metal that is injected first among the injection amounts of the molten metal injected from the nozzle at one time is subsequently injected. A semi-solid injection molding apparatus for metal, wherein the apparatus is set at a temperature lower than the temperature of the molten metal.
のノズルから金型のキャビティに射出し、強度を要する
部位である低固相率部位と成形精度を要する部位である
高固相率部位とが、上記キャビティ内における溶湯の流
動方向に分離している成形品を成形する金属の半溶融射
出成形装置であって、 上記ノズルは、成形品の成形精度を要する部位である高
固相率部位が成形されるキャビティ側に対応するよう上
記金型に接続され、 上記ノズルから射出される１回分の溶湯射出量のうち最
先に射出される溶湯の溶湯温度が、その後に続いて射出
される溶湯の溶湯温度に比べて高温に設定されているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。6. A molten metal in a semi-molten state of metal is injected from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a mold, and a low solid fraction having high strength and a high solid fraction having high forming accuracy. Is a metal semi-solid injection molding apparatus for molding a molded product separated in the flow direction of the molten metal in the cavity, wherein the nozzle has a high solid fraction, which is a part requiring molding accuracy of the molded product. The part is connected to the mold so as to correspond to the cavity side to be molded, and the temperature of the first one of the molten metal injected from the nozzle is subsequently injected. A semi-solid injection molding apparatus for a metal, wherein the apparatus is set at a higher temperature than the temperature of the molten metal.
成形装置において、 金型のキャビティ外周りには、射出時、射出シリンダの
ノズル先端側の溶湯を誘導する空間が設けられているこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。7. The semi-solid injection molding apparatus for a metal according to claim 5, wherein a space for guiding the molten metal at the tip of the nozzle of the injection cylinder at the time of injection is provided around the cavity of the mold. A semi-solid injection molding apparatus for metal.
置において、 空間は、キャビティとノズルとの間に設けられ、前回の
射出後に金型の型温影響によりノズル先端内で冷却凝固
した金属凝固部分を次回の射出時にキャビティ内に入ら
ないようにトラップする第１凹部と、 キャビティ内における溶湯の流動方向最奥部に対応する
キャビティ外側に設けられ、上記ノズル先端内の金属凝
固部分後方の溶湯をトラップする第２凹部とからなるこ
とを特徴とする金属の半溶融射出成形装置。8. The metal semi-solid injection molding apparatus according to claim 7, wherein the space is provided between the cavity and the nozzle, and is cooled and solidified in the tip of the nozzle due to the influence of the mold temperature of the mold after the previous injection. A first concave portion for trapping a metal solidified portion so as not to enter the cavity at the next injection; a first concave portion provided outside the cavity corresponding to the deepest portion in the flow direction of the molten metal in the cavity; And a second recess for trapping the molten metal.
属の半溶融射出成形装置において、 射出シリンダの外周には、成形品の強度を要する部位で
ある低固相率部位を成形する溶湯が、成形品の成形精度
を要する部位である高固相率部位を成形する溶湯よりも
高温になるようにシリンダ内の溶湯温度を加熱制御する
加熱ヒーターが設けられていることを特徴とする金属の
半溶融射出成形装置。9. The apparatus for semi-solid injection molding of metal according to any one of claims 5 to 8, wherein a low solid phase ratio portion, which is a portion requiring strength of a molded product, is formed on an outer periphery of the injection cylinder. It is characterized in that a heater is provided to control the temperature of the molten metal in the cylinder so that the molten metal to be formed has a higher temperature than the molten metal that forms the high solid fraction, which is a part requiring the molding precision of the molded product. Metal semi-solid injection molding equipment.
ダのノズルから金型のキャビティに射出して成形され
た，金属の半溶融射出成形方法により製造された成形品
であって、 固相率が上記キャビティ内における溶湯の流動方向で異
なっていることを特徴とする金属の半溶融射出成形方法
により製造された成形品。10. A molded product produced by a semi-solid injection molding method of metal, which is formed by injecting a molten metal in a semi-molten state of a metal from a nozzle of an injection cylinder into a cavity of a mold, wherein Are different in the flow direction of the molten metal in the cavity, wherein the molded article is produced by a semi-solid injection molding method of metal.
形方法により製造された成形品において、 固相率の低い低固相率部位は固相率の高い高固相率部位
に比べて強度を要する部位であり、固相率の高い高固相
率部位は上記固相率の低い低固相率部位に比べて成形精
度を要する部位であることを特徴とする金属の半溶融射
出成形方法により製造された成形品。11. A molded article produced by the method of semi-solid injection molding of metal according to claim 10, wherein a low solid fraction having a low solid fraction is stronger than a high solid fraction having a high solid fraction. Wherein the high solid fraction having a high solid fraction is a part requiring higher molding precision than the low solid fraction having a low solid fraction. Molded product manufactured by.
形方法により製造された成形品において、 成形品は、頭部とネジ部とを備えた締結部材であり、 上記頭部裏面及びネジ部は、ショットブラストにより粗
面化されていることを特徴とする金属の半溶融射出成形
方法により製造された成形品。12. A molded product manufactured by the method for semi-solid injection molding of metal according to claim 10, wherein the molded product is a fastening member having a head and a screw portion, and the back surface of the head and the screw portion Is a molded article manufactured by a semi-solid injection molding method of metal, which is roughened by shot blasting.
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